洞口段施工方案.doc

聂家湾隧道洞口段施工方案一、聂家湾隧道工程概况 聂家湾分离式隧道隧址区属西秦岭山地中山地貌的峡谷地带，隧道穿越构造剥蚀中低山软质岩区。隧址区地表水为洛塘河，主要受大气降水及基岩裂隙水补给，隧址坡体的小冲沟平时均无流水，仅雨后有短暂洪水；地下水主要为基岩裂隙潜水，大气降水是其唯一补给，地表及地下水对混凝土无腐蚀性。该隧道出露基岩为千枚岩，薄层状（片状构造），岩石风化强烈，节理裂隙发育，岩体破碎（碎裂结构）。该隧道左线全长90米、右线全长65米隧道净空（宽高）：10.255米，隧道最大埋深约93.00m，设计要求按新奥法原理施工，采用复合式衬砌，支护参数可根据量测信息做适当调整。冉家山分离式隧道级围岩采用全断面法施工；级围岩采用全断面正台阶法施工，台阶长度控制在5米；级围岩采用留核心土法施工（先开挖上部环形导坑，并进行支护，再开挖中部核心土、两侧边墙的施工方法），对于洞口坡积物较厚的情况，如采用留核心土法开挖洞室变形无法达到要求，应采用单侧壁导坑法开挖，各级围岩爆破开挖后应及时施作初喷混凝土，封闭围岩外露面，初喷厚度不得小于设计厚度，并紧跟掌子面，初喷与爆破时间间隔不得大于8小时，对于级围岩在初喷后应及时安装钢拱架、钢筋网、锚杆等，钢拱架与围岩之间间隔应及时用契形块顶紧（契形块环向间间距不大于0.8米），并及时喷混凝土至设计的初喷厚度。喷射混凝土均应采用湿喷技术，以确保喷射混凝土质量；所有锚杆设置垫板，并保持与垫板垂直和喷射混凝土充分接触，垫板后螺母拧紧。二、施工准备1、图纸审核：施工前，应全面熟悉施工图纸、资料、有关文件，领会设计意图，做好现场调查、编制实施性施工组织设计，如存在问题，以书面形式呈送设计部门予以解决。2、施工场地与临时用地施工前应绘制施工场地总布置图。施工场地布置应结合工程规模、工期、地形特点、弃渣场和水源等情况，本着因地制宜、充分利用地形、合理布置、统筹安排的原则进行。弃渣场：场地容量应足够，且出渣运输方便；不得占用工程场地和附近各种设施的安全；不得影响农田水利工程不占或少占农田；不得堵塞河道、河沟，不得挤压桥梁墩台及其他建筑物。隧道开挖产生的弃渣应尽量可能纵向调配，作为路基填料，对于不能使用或多于的需要废弃的，根据各工地的实际情况，就近堆放与全线设置的集中弃渣场，弃渣是，应保护植被，弃渣场应做好坡脚挡墙防护，以防止洪水期冲走弃渣，形成人为泥石流。临时工程：临时工程应在隧道开工前基本完成。运输便道需引至洞口，满足行车安全，并经常养护，保证畅通，冉家山隧道出口位于山体坡脚左岸，风、水、电设施宜靠近洞口布设，安装机械和管线应按有关规定及早架设。临时房屋应结合季节和地区特点，选用定型、拼装或简易式建筑，并能适应施工人员工作和生活需要。各种房屋应遵循消防安全规定。爆破器材、油库的位置应符合有关规定。严禁将临时房屋布置在受洪水、泥石流、塌方、滑坡及雪崩等自然灾害威胁的地段。临时房屋的周围应设有排水系统，并避免开高压电线，生活用水的排放不得影响施工。临时工程及场地布置时应采取措施保护自然环境。临时工程的布置应考虑突发自然灾害，并制定相应的应急预案。3、砂浆、混凝土设计配合比及实验配合比：按设计强度要求做C20混凝土、C25混凝土、M7.5砂浆、M10砂浆、M30砂浆（22螺纹钢筋锚杆及中空锚杆均采用M30水泥砂浆注浆）设计配合比及试验配合比以满足设计要求。424mm超前注浆导管及895mm注浆管棚的注浆参数通过现场试验按实际情况确定。4、材料选取及要求：砂、水泥、钢筋、碎石、工字钢、锚杆、导管、钢板、螺栓、外加剂、片石由项目部指定的厂家自行供应，材料进场前自检合格后，样品报送监理工程师，批准后进场。材料进场后要经监理现场检验合格后使用。根据山体岩层状况、钻孔孔径及地下水的情况选择相应的雷管、炸药。三、施工工艺及要求1、 测量仪器的校核施工放样前对测量仪器设备进行检验、校正，并对水准仪、钢卷尺、棱镜、木脚架、铝合金脚架等进行鉴定合格并进行专门的检验及标定。2、 测量工艺流程洞外平面控制测量洞外高程控制测量洞内导线测量洞内高程控制测量隧道洞内中线的测设隧道施工放样隧道贯通误差的测量与调整交（竣）工测量3、 施工放样 开完断面的放样测量：开挖断面必须确定断面各部位的高程，通常采用地方法为腰线法。在隧道的直线地段，开挖断面的轮廓左右支距亦相等。公布断面的轮廓线一般用五寸台法测出。墙部的放样采用支距法，曲墙地段自起拱线高程起，沿路线中线向下每隔0.5m向左、右两侧按设计尺寸寸量支距（直墙地段间隔可大一些，可每隔1m量支距定点）。隧道底部仰拱，可由路线中线起，向左右每隔0.5米由路基高程向下量出设计的开挖深度。 衬砌放样：拱部衬砌的放样主要是将拱架安置在正确位置上。边墙及人行、车行横洞的衬砌放样。仰拱和铺底放样（仰拱砌筑时的放样，是按设计尺寸制好模型板，然后再路基高程位置绑上麻线再由麻线向下量支距，定出模板位置。隧道铺地时先在左、右边墙上标出路基高程，由此向下放出设计尺寸。然后在左、右边墙上绑上麻线，以此来控制各处底部是否开挖够了尺寸，之后即可铺地）。洞门仰坡放样（仰坡与边坡在坡面上的放样是相同的。即先把仰坡的坡脚线相当于边坡的路肩线按设计数据在地面上确定下来，在得到坡脚线高程和平面位置后，再根据设计的仰坡坡度，即可定出坡顶线）。端墙和翼墙的放样（如端墙有1：n的坡度，则应算出端墙基地的里程。隧道施工放样应保证精度。施工时应根据隧道个主要控制点的坐标计算隧道的长度和方向，并据此实地放线。为保证隧道底部按图纸所示的纵坡开挖并满足衬砌的正确放样，洞内每隔50m应设置一个水准点。4级围岩洞口段施工工艺及要求 隧道进口地表覆盖薄层松散堆积物，对施工有一定影响，隧道边仰坡施工前对堆积物清楚加固处理，设置锚杆、管棚等辅助工程措施；隧道出口端表层为第四系坡积层，结构松散，洞口边坡工程地质条件差，自然边坡稳定性差，且附近自然边坡开挖常见坍塌，岩石层间结合力较差。隧道边仰坡施工前对坡积物清楚加固处理，设置锚杆、管棚或明洞等辅助工程措施。施工时建立完整的变形监测系统，及时调整设计及施工方案确保施工安全。洞口级围岩开挖前必须实施确保洞口稳定的工程加固措施。不得采用大面积开挖以免施工扰动后破坏洞口边、仰坡原状岩土体稳定性，清除洞口坡面松动岩体，确保防护网的施做面积，洞门及明洞施工开挖的边、仰坡应切实做好喷、锚、网的防护工作，在边坡和暗洞刷坡线2m以外（有条件的地形）布置地表截水沟疏导地表径流，确保施工安全，明洞开挖及暗洞掘进过程中，应在洞顶适当位置设置固定观测点定时观测，以便采取措施防止边仰坡失稳滑塌。洞口段施工流程a) 施工准备：认真查阅设计图纸及地质勘探资料，调查洞口地质情况，发现不良地段，应调整进洞方案。熟悉相关施工技术规范要求，结合实际编制施工组织设计，向班组人员进行技术交底及施工安全技术交底；编制分部工程开工申请，呈监理工程师审批。按设计要求进行边坡、仰坡放线；开挖过程中随时检查边坡及仰坡，如有滑坡、开裂等现象，适当放缓坡度。测量放样，标出洞中心及拱顶高程，开挖预留核心土作为 管棚施工平台。机具设备：挖掘机、装载机、自卸汽车、电动钻机、风钻、风镐、脚手架、电焊机、切割机、卷扬机、混凝土喷射机、灰浆拌和机、灌浆机、注浆机、混凝土拌合站、变压器、发电机、低压开关柜、电动空压机、安全帽、口罩、安全带。材料准备：22砂浆锚杆、钢筋网62020cm、水泥、砂、爆破材料、895mm管棚管、424mm超前导管；C25、C20、M7.5砂浆试验配合比及施工配合比，并报监理工程师审批。b) 洞口位置复核及边仰坡测量放样：边仰坡设计坡度为1:0.3，结合实际地形，确定隧道洞口边仰、坡开挖线，并做好明显标记，有滑坡、开裂等现象，适当放缓坡度，检查方法用坡度板检查十处，如有滑坡、开裂等现象，适当放缓坡度。c) 洞顶截水沟施工： 为了把大气降水回流后截排走，防止冲刷边仰坡，设计文件中聂家湾隧道进出口设计了7.5浆砌片石的坡顶截水沟，其中左线进口截水沟长72m，右线进口截水沟长65m。截水沟开挖以人工为主，人工修整完毕立即砌筑，并用砂浆抹平，在两端截水沟增设相应断面尺寸的排水沟，将洞口排水系统与路面排水系统连接为一体。截水沟施工技术工艺：洞外明洞开挖刷坡线外5.0m左右设置洞顶截水沟，截水沟基坑采用人工开挖，如遇坚硬石质，采用空压机、风镐开挖，保证截水沟的几何尺寸满足设计要求，开挖基坑时要保证沟宽、沟底的几何尺寸，同时要清除沟底、沟邦边的松渣。原材料必须符合规范要求，砂浆采用机械搅拌；根据洞口附近的基准点，按照设计施工图纸进行开挖放样，做好截水沟中心线桩及相应的检查恢复桩。洞口环形截水沟应在明洞拉槽开挖及仰坡开挖前结合路基情况施做。截水沟布设要顺应原地貌的地势，修整平缓顺直，与原地面衔接紧密，满足截流坡面水的要求，不出现溢水或渗漏，出水口引入排水系统，开挖出的截水沟及时采用浆砌片石铺砌，防止地表水流沿沟下渗。严禁在土质风化严重的坡面采用裸露排水，以防水流下渗造成坡体坍塌。沟渠开挖后，基底应夯实整平，再进行砌体施工。截水沟出水口附近应用浆砌片石铺设以防冲刷。砌筑基础的第一层片石，可直接坐浆砌筑。片石应分层分段砌筑，每10m设一道伸缩缝，缝用沥青麻筋填塞，宜在2-3层片石组成一工作层，每一工作层的水平缝要找平，每层工作缝要相互错开，不得贯通。片石安放要稳固，砂浆要饱满，粘接牢固，不得直接安放或空壳。砌筑时满铺坐浆，竖缝砂浆先在已砌片石侧面铺放一部分，片石安放后填满捣实。砌筑上层片石时不得扰动下层砌块，砌筑工作缝表面应清扫干净，浇水湿润。砌筑好的片石砌体应洒水养护，养护不得少于7天。d)洞口坡面处理：采用挖掘机配合人工清除洞口原地面的植被及洞口坡面松动岩体，有可能滑塌的表土及危石等，确保防护网的施做面积及刷坡时的顺利施工。d) 边仰坡开挖及防护：根据测量放样所定出的边坡及仰坡开挖线，选用操作熟练的机手，利用挖掘机自上而下逐段开挖，不得掏底开挖或上下重叠开挖；石质底层仰坡开挖需要爆破时，应采取振动控制爆破，局部也可采取人工配合修整，开挖时要随时检查边坡及仰坡，如有滑坡、开裂等现象，应适当放缓坡度，当地质条件不良时，应采取稳定边坡及仰坡的措施，开挖后边坡坡度不陡于设计值。边仰坡支护图如下：利用仰坡平台与坡面，用钢管搭接简易施工架，用于边坡钻孔、挂网、喷混凝土，在管架上安装滑轮，穿上卷扬机钢丝绳，在适当位置安装卷扬机。测量放样定出锚杆孔位，用油漆标记，人工手持风钻钻孔，钻头尽量与岩层主要结构面垂直，不宜平行岩面，钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩情况选择，孔位允许偏差为150mm，钻孔数量应符合设计规定，砂浆锚杆钻孔直径应大于锚杆杆体直径15mm，钻孔深度不应小于锚杆杆体有效长度，深度超长值不应大于100mm。锚杆选用：22螺纹钢筋锚杆（为了使锚杆早期发挥作用，M30水泥砂浆中添加早强剂）梅花状布置间距120120cm，长3米，单根母体抗拉断力应不小于150KN；锚杆配件应配套，锚杆孔位、孔径、孔深及布置形式应满足设计要求；孔内应无积水、岩粉应吹洗干净；锚杆杆体应调直、除锈、清除油污；锚杆外端标准螺纹应有效，逐根检查并与标准螺母试装配。锚杆砂浆配合比（质量比），水泥：砂：水宜为1：（1-1.5）：（0.45-0.5）；锚杆外露端应加工120-150mm的标准螺纹，并配套标准螺母；灌浆管应插至距孔底50-100mm处，并随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，灌浆压力不宜大于0.4MPa；锚杆杆体插入孔内长度应满足设计要求。砂浆应在初凝前使用，已初凝的砂浆不得使用；砂浆灌浆后应及时插入锚杆杆体（锚杆杆体插到设计深度时，孔口应有砂浆流出；若孔口无砂浆流出，则应将杆体拔出重新灌浆）；垫板、螺母在砂浆初凝后安装，垫板与喷射混凝土紧密接触。利用外露锚杆头将钢筋网悬挂于坡面上，网片点焊连接；6钢筋网2020cm搭接长度不得小于30d，并不得小于一个网格长边尺寸；钢筋网与锚杆或其他固定装置连接牢固；钢筋网应随受喷面起伏铺设，与受喷面最大间隙不宜大于30mm。C20混凝土喷射前用压缩空气或压力水将待喷面吹净，吹出松散杂质或尘埃，喷射混凝土采用先下后上喷射方式分层喷射，在喷射混凝土达到初凝后方可喷射下一层，喷嘴与受喷面距离保持在0.6-1.2m，喷射角度接近垂直，正确掌握喷射顺序，不得出现蜂窝，喷射厚度不得小于8cm。e)洞口级围岩段超前支护：超前支护是在待开挖洞顶轮廓线以外一定角度范围内，环向按照一定的间距超前打入钢管，并在钢管内进行压力注浆。环向钢管形成棚架，为开挖及初期支护作业提供了安全保障；浆液固结后钢管和围岩之间组成了一个共同的固结圈，从而在隧道的纵向和横向分别形成一个刚度较大的梁结构和拱结构。这个结构能有效提高围岩的承载力及自稳能力，减小围岩的变形；同时，隧道开挖后与钢架一起共同组成刚度较大的支护结构，以抵挡隧道开挖后产生的围岩压力和变形。测量放样出隧道设计轮廓线并按 40cm 的间距标出管棚的位置。洞口设置C25混凝土套拱做导向墙，第一环布设长20m895mm注浆管棚，环向间距40cm，每环39根，水平打入围岩，暗挖施作后，钢拱架外缘应与环向管棚密贴，从而发挥整体的承载力；其余布设450cm的超前注浆导管，搭接长度1.3m，斜插角10度-15度，环向间距35cm，端头与钢拱架焊接。预留变形量为15cm。管棚的注浆压力为1.5MPa-2.5MPa，达到压力时持续15分钟即可终止注浆。小导管及中空注浆锚杆的注浆压力为0.5MPa-1.0MPa，达到压力时持续15分钟即可终止注浆。洞口段套拱纵向设置2m，套拱厚60cm，套拱内预埋1086mm导向管，C25钢筋混凝土套拱采用18工字钢，套拱应在暗洞超前支护施做前完成，必要时应在套拱上反压沙袋或片石，以稳定坡脚。长管棚采用895mm热轧无缝钢管，管节长4-6m，采用丝扣连接，接头处相互错开，管口段2.5m不开孔，其余部分按20cm间距交错设置注浆孔，孔径10mm。超前导管采用424mm热轧无缝钢管，管口段1.0m钢管不开孔，其余部分按15cm间距交错设置注浆孔，孔径8mm。超前注浆一般情况采用水泥砂浆，水泥浆水灰比1:1，管棚注浆孔口压力初压0.5-1.0MPa，终压1.5-2.5MPa。四、隧道洞口管棚超前支护施工要点： 、工字钢的安装 工字钢的安装是在边仰坡开挖到适当的位置，并作了适当的防护后进行，以保证施工人员的安全。工字钢安装前先对工字钢安装处的隧道中线及拱脚边线进行放样，边线宽度根据工字钢半径的不同分别取不同的L值，平面位置确定后，对工字钢拱脚处采用人工二次开挖的方法修正，以保证拱脚出地基的承载力及高程的的精确性，工字钢高程的控制由设计标高、隧道纵坡、及超前钢管共同决定，根据纵坡及洞口的地质条件，在平面位置及高程确保无误后即可安装工字钢，安装时先安装靠近岩面的一榀，并尽量使工字钢贴近岩面，对每榀工字钢的安装应先用钢管或园木等临时固定左右2片，然后安装中间的第三片，通过螺栓螺母将3片工字钢连为一整体，连成后调整拱架拱顶平面位置，并检查拱架的竖直度及高程，在确保平面位置、高程无误及竖直度满足规范要求后即采用锁脚锚杆及钢管支撑等的方法将本榀拱架固定死，然后用同样的方法安装后几榀拱架，待两榀拱架都安装好后即用22纵向连接钢筋将两榀拱架联为一体，根据设计工字钢内外缘均设有22纵向连接钢筋。 、导向管的方向的确定及焊接 如c图所示，导向管的方向由超前钢管两端A，B决定，A为外露端，B为入岩端，A点桩号（进出口左右线桩号）事先确定， B点桩号通过钢管弦长与弧的交点确定，经计算进出口左右线B点桩号分别，由A，B两点桩号可计算出A，B两点坐标，由A，B两点坐标计算出方位角决定方向。方向确定好后通过放样定出第一根导向管的位置（一般定拱顶那根），然后将该根导向管焊在工字钢上，其它导向管按设计的管与管间40cm间距跟第一根平行布置，随后焊在两榀工字钢上。 、护拱砼制作 导向管焊接好后即可着手制作护拱C25砼 a、架模 制作护拱砼需架设底模、堵头模及背模，底模及堵头模采用木板订白铁皮，背模采用木板，模板的固定采用22的环向钢筋及纵向钢筋，利用原有的工字钢，通过吊、拉、夹等的方法将模板固定牢固，模板固定好后涂上脱模剂，并对模与模之间的夹缝封严，保证不漏浆。 b、砼的浇筑、养生 模板装好后，采用泵送砼浇筑C25砼，浇筑时左右两边应对称浇筑（背模的架设边浇筑砼边架设），并及时振捣（快插慢拔），以保证砼的密实性，有关砼的浇筑严格遵守砼规程办理。护拱浇筑完毕应对护拱定期养生。 、钻孔、 钻孔采用潜孔钻，钻孔前应搭设好钻孔平台或利用洞口开挖时预留的土台阶作为钻孔平台，所搭平台要保证稳定牢固，以免潜孔钻钻孔过程中发生上下左右摆动；另外为了使潜孔钻的仰角与导向管的仰角保持一致，应对潜孔钻前后端通过水平仪测量调整前后端的高差，一切就绪后即开始钻孔，开始钻孔应使潜孔钻低速慢进，待潜孔钻进约2m后，即可均匀加速钻孔，钻孔到设计深度后，退出钻杆，用高压风吹孔，清除孔里面的钻渣。 、钢管制作、装管 钢管单根长度20m，入岩端应加工成锥形，钢管壁周围应钻设直径1cm的花眼，花眼间距20cm,交错布置，钢管外露端2.5m范围内不设花眼，以免注浆时发生漏浆现象。钢管安装是在清好孔后开始，采用人工及挖机推入或顶入，每根钢管分节装入，管节与管节之间用丝扣连接，完全装入后在管的外露端装止浆阀，并封好管与岩面接触的周围，使注浆时浆液不外漏。 、注浆 、注浆参数选择如下： 注浆